音响放大器课程设计
课程设计任务书
学生姓名：赵雅丽专业班级：通信0906 指导教师：刘新华工作单位：信息工程学院
题目:
初始条件：
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写
等具体要求）
时间安排：
（1）第18周理论讲解。
（2）第19周理论设计、实验设计及安装调试。
地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
摘要 ....................................................................... I Abstract.................................................................... II 1. 绪论. (4)
1.2.设计任务及要求 (4)
2. 设计方案 (5)
3. 硬件电路设计 (7)
4. 仿真及分析 (15)
5. 实物制作 (19)
6. 设计心得及体会 (22)
参考文献 (23)
附录 (24)
摘要
在音响放大器的制作过程中，控制该电路的主要核心电路是几个放大器的设计，其中主要包括：话音放大器，混合前置放大器，音调控制器，功率放大器等。随着电子技术的发展，话音放大器被广泛的应用到一系列放音设备中，混合前置放大器也在电路和数字电子电路的设计和制作过程中不可缺少的电路部分。功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少，并且设计简单，易于操作，可靠性好的优点。
音响放大器的设计目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理，学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计分为四的主要步骤：一：构思和设计，话音放大器，混合前置放大器，音调控制级和功率放大级。二：根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数，并准确无误的设计好要设计的电路原理图。
本次设计主要介绍了音响放大器的设计过程，其主要内容包括绪论、设计方案的选取、硬件电路设计、仿真机分析、实物制作等。
其中在绪论中主要介绍了设计的目的及意义以及电子技术的发展，设计方案的选取中对比了各种方案的优缺点，在硬件电路设计这一章中介绍了音响放大器各个分电路的工作原理以及参数的计算，仿真机分析中主要是仿真图形的得出，在实物制作这一章中主要内容是对调试过程的分析。
Abstract
In audio amplifier production process, control of this circuit main core circuit is several amplifier design, which mainly includes: audio amplifier, mixed pre-amplifier, tones controller, power amplifiers, etc. With the development of electronic technology, voice amplifier is widely applied to a series of playback equipment, mixing the preamplifier also in circuit and digital circuit design and manufacture process the essential circuit parts. Power amplifier apply make the electronic product cost decrease greatly, and design is simple and easy to operate, reliability good points. Audio amplifiers are designed to better grasp integration power amplifier circuit inside the working principle, learn its periphery circuit design and the main property parameter measurement method and mastering sound amplifier design and electronic circuit system loading test and debug technology. This design is divided into four main steps: a: design and design, the voice of amplifier, mixing the preamplifier, tone control level and power amplifier level. 2: according to the design requirement and the choice of circuit through computation select components and parameters, and accurate design good to design the circuit principle diagram.
This design mainly introduces the design process of audio amplifier, its main content includes introduction, design scheme selection, hardware circuit design, analysis and physical real-tim make etc.
Among the introduction of mainly introduced the design purpose, significance and the development of electronic technology, the selection of design scheme comparison of various scheme, the hardware circuit design in this chapter introduces the audio amplifier various points electric circuit principle of work and parameter calculation, simulator is largely a function of the simulation analysis of draw the conclusion that in making of objects in this chapter is main content to debugging process analysis.
1.绪论
新旧世纪的的交替,不是一个简单的更迭,而是事物不断发展,循序渐进的过程。新世纪带来的是新的起点，新的追求，新的开拓。近几年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期,随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所出的位置越来越来重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。放大器电路作为子系统的应用，发展更是迅速，以成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。1906年美国的德福雷斯特发明了真空三极管，开创了揉电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈NFB（Negative feedback）技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如“威廉逊”放大器，而1947年威廉逊先生在一篇设计Hi-Fi（High Fidelity）放大器的文章中介绍了一种成功运用负反馈技术，成为了Hi-Fi史上一个重要的里程碑。
1.1。设计目的及意义
音响放大器的设计目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理，学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计分为四的主要步骤：一：构思和设计，话音放大器，混合前置放大器，音调控制级和功率放大级。二：根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数，并准确无误的设计好要设计的电路原理图。
1.2.设计任务及要求
利用分离元件或集成电路制作一个音响放大器，可以放大话筒信号或毫伏级音频信号。
(1)技术指标如下：
a．输出功率：0.5W；
b．负载阻抗：4欧姆；
c．频率响应：f L~f H=50Hz~20KHz；
d．输入阻抗：>20K欧姆；
e．整机电压增益： >50dB；
(2)电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）; (3)电路要求有独立的功率放大级。
2. 设计方案
2.1.
方案一 ：采用锁环频率相合成技术外加音响放大器
采用锁相环频率合成技术，先用锁相环频率合成产生一定范围的频率，在通过传感器把接收到的频率信号转化音频信号。再通过低通滤波器把频率控制在音频所需要的频率范围。它的优点就是工作频率可调，也可以达到很高的频率分辨率；缺点是要求使用的滤波器通带可变，实现很困难。具体方案如3-1所示：
图3-1 锁环频率相合成技术框图
2.2.
方案二：采用直接数字式频率合成器DDS 技术外加音响放大器
采用直接数字式频率合成器(DDS)，是用RAM 存储所需波形的量化信息，按照不同频率要求以频率控制字K 为步进对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存放在内存里。
DDS 具有相对带宽很宽、频率转换时间极短、频率分辨率高等优点；另外，全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度也可实现程控。 但在方案中需要一块FPGA,一块双口RAM,那么设计的成本较高。同时电路也不好
晶振
整形电路
R 分频器
鉴相器
环路滤波器
压控振荡器
可变分频器
仿真。实现起来也比较困难。
2.3.
方案三：采用直接给定的音频信号外加音响放大器
采用直接所定的音频信号，是由MP3、数字激光（CD ）、或DVD-Audio 等现代音频信号设备，直接给音响放大器。此电路简单，其优点是：在音频信号具有直接给定的音频频率，在频率方面没有失真效果，而且具有混响器的效果。它的设计简单可靠，软硬可相互补充各自的缺点。同时音响效果也比较好。其结构框图如3-2所示
本设计中，采用方案三，即直接所给定的音频信号，输入信号是由磁带放音机所提供。设计采用这种方案主要是因为：此电路简单，其优点是：在音频信号具有直接给定的音频频率，在频率方面没有失真效果，而且具有混响器的效果。本次设计采用这种方案主要是因为：它的设计简单可靠，软硬可相互补充各自的
缺点。同时音响效果也比较好
话音放大器
磁带放音机
混合前值放大
器
音调控制器 功率放大器
3.硬件电路设计
本设计由语音放大器、电子混响器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器五部分组成。其工作原理如下：当语音信号由话筒输出后，进入语音放大器放大并传入电子混响器产生混响效果。混响后的信号连同磁带放音机产生的信号一同进入混合前置放大器，并进行放大。放大后的信号进入音调控制器，然后进入功率放大器进行功率放大后，由扬声器输出声音。接下来我们详细的分析各级的结构原理。
3.1语音放大器的介绍说明
由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k亦有低输出阻抗的话筒，（如20，200等)，所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻。如图3.1.1 A vF=1+R f/R2 （3.1.1）
R i=R1 (R1一般取几十千欧)
耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率f L来确定，一般取
C1 = C3 = (3～10）1/2 R
L f
L
（3.1.2）
反馈支路的隔直电容C
2
一般取几微法。
图3.1.1语音放大器原理图
-+
RF
R1
R2
V1
V2V0
V0= －（R F V 1/R 1+R F V 2/R 2） （3.2.1） 上式中 ， U 1为话筒放大器输电压 ，U 2为录音机输出电压
混合前置放大电路
图3.2.2混合前置放大器
3.2音调控制器
1.音调控制器主要是控制、调节放大器的幅频特性，理想的控制曲线如图3.3.1所示，图中f 0(等于1kHz)表示中音频率，要求A v0=0dB; f L1 表示低音频转折（或截止）频率，一般为几十赫兹；f L2（等于10 f L1）表示低音频区的中音频转折频率; f H1表示高音频区的中音频转折频率；f H2（等于10f H1 ）表示高音频转折率，一般为几十千赫兹。
图3.3.1音调控制器理想的控制曲线
由图可见，音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0 dB 不变，因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。由运算放大器构成的音调控制器，如图3.3.2所示。这种电路调节方便，元器件较少，在一般收录音响放大器中应用较多。下面分析该电路的：
设电容C 1 = C 2 >>C 3 , 在中低音频区,C 3 可以视为开路,在中高音频区,C 1,C 2 可视为短路。
( 1).当f A （j ω）= Vi V 0 = - 121R RP RP +×12/)(1/)(1ωωωωj j ++ （3.3.1） 式中 ，ω1=1/（RP 1C 2）或 f l1=1/(2πRP 1C 2)，ω2=（RP 1+R 2）/（RP 1R 2C 2）或 f l2 =(R 1+R 2)/(2RP 1R 2C 2) (2).当f A VL =（RP 1+R 2）/R （3.3.2） 图3.3.2音调控制电路图 图3.3.3低频等效电路（a ）低频提升 ( 3) .在f=f ll 时，因为f l2=10f l1故可由式（3.3.1）得 A v1= - j j R R RP ++?+11.01121 模 A v1=（RP 1+R 2）/2R 1 此时电压增益Av 1相对下降3dB 。在f=f l2时，由式（3.3.1）得： Av 2= - j j R R RP 1011121++?+。模 Av2 = -102121?+R R RP =0.14A vl 此时电压增益相对A vl 下降17dB 。 同理可以得出图（b ）所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。音调控制器低频时的幅频特性曲线如图3.3.1中左半部分的实线所示。 图3.3.3音调控制器的低频等效电路（b）低频衰减 (1)当f>f0时，音调控制器的高频等效电路如图3.3.4所示。 图3.3.4音调控制器的高频等效电路 由于此时可将C1，C2视为短路，R4与R1，R2组成星型连接，转换成三角形连接后的电路如图3.3.5所示，其电阻的关系为： R a =R 1 +R 4 +( R 1 R 4 /R 2 ) R b =R 4 +R 2 +（R 4 R 2 /R）（3.3.3） Rc=R 1 +R 2 +（R 2 R 1 /R 4 ） 若取R 1=R 2 =R 4 ，则式（3.3.3）为： Ra=R b =Rc=3R 1 =3R 2 =3R 4 图取的高频等效电路如图3.3.6所示，其中，图（a）为RP 2 的滑臂在最在最左端 时，对于高频提升最大的情况：图（b ）为RP 2的滑臂在最右端时，对应于高频衰减最大的情况。 图3.3.5电路等效如 图3.3.6高频等效电路 （a ）为高频提升；（b ）为高频衰减 分析表明，图（a ）所示电路为一价有源高通波器，其增益函数的表达式为 A （jw ）=4 3 /)(1/)(10ωωωωj j Ra Rb Vi V ++?-= （3.3.4） 式中w=1/[(R a +R 3)C 3]或f H1=1/ [2Л（R a +R 3）C 3] w 4=1/(R 3 .C 3) 或f H2 =1/(2ЛR 3C 3) 与分析低频等效电路的方法相同（从略），得到下列公式。 (2).f 此时电压增益相对于AV3相对于A V0提升了3d B 。在f=f H2时 A V4=10/2A V0 此时电压增益AV 4相对于AV 0提升17d B (3).当f > f H2时，C 3 视为短路，此时电压增益 A VH =（R a +R 3）/R 3 同理可以得出图（B ）所示电路的相应的表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。音调控制器高频时的幅频特性曲线 3.3.1中右半部分实线所示。实际应用中 ，通过先提出对低频区LX f （或1L f ）和2L f (或(2H f ) 即 2l f =lx f .6/2x 1H f =hx f / 6/2x 3.3功率放大器 功率放大器(简称功放)的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率.当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高,功率放大器的常见电路形式有OTL （单电源供电的互补推挽电路）电路和OCL （乙类双电源互补对称功率放大电路）电路,有用集成运算放大器(简称运放)和晶体管组成的功率放大器,也有专用集成电路功率放大器。 3.3.1集成运放与晶体管组成的功率放大器 由集成运放与晶体管组成的OCL 功率放大器电路如图3.4.1所示，其中，运放为驱动级，晶体管T1～T4级成复合式晶体管互补对称电路 图3.4.1集成运放与晶体管组成的功率放大器 3.3.2电路工作原理 三极管T1、T2为相同类型的NPN 管，所组成的复合管仍为NPN 型。T3、T4为不同类型的晶体管，所组成的复合管的导电极性由第一只决定，即为PNP 型。R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置电路，静态是支路电流I0可由下式计算： I 0=(2Vcc-2V D )/(R 4+R 5+RP 2) （3.4.1） (3.4.1)式中，VD 为二极管的正向压降。 为减小静态功耗和克服交越失真，静态时T1、T3应工作在微导通状态，即满足下列关系：V AB /V D1+V D2/BE1+V BE3 称此状态为有甲乙类状态。二极管D 1、D 2与三极管T 1、T 3应为相同类型的半导体材料，如图D 1、D 2为硅二极管2CP10，则T 1、T 3也应为三极管。RP 2用于调整复合管的微导通状态，其调节范围不能太大，一般采用几百欧姆或1K Ω电位器（最好采用精密可调电位器）。安装电路时首先应使RP 2的阻值为零，在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值。否则会因RP 2的阻值较大而使复合管损坏。 R 6、R 7用于减小复合管的穿透电流，提高电路的稳定性，一般为几十欧姆至几百欧姆，R 8、R 9为负反馈电阻，可以改善功率放大器的性能，一般为几欧姆。R 10、R 11称为平衡电阻使T 1、T 3的输出对称，一般为几十欧姆至几百欧姆。R 12、C 3称为消振网络，可改善负载为扬声器时的高频特性。因扬声器呈感性，易引起高频自激，此容性网络并入可使等效负载呈阻性。此外，感性负载易产生瞬时过压，有可能损坏晶体三极管T 2、T 4。R 12、C 3的取值视扬声器的频率响应而定，以效果最佳为好。一般R 12为几十欧姆，C 3为几千皮法至0.1μF 。 功放在交流信号输入时的工作过程如下：当音频信号V i 为正半周时，运放的输出电压V c 上升，VB 亦上升，结果T 3、T 4截止，T 1、T 2导通，负载R L 中只有正向电流i L ，且随V i 增加而增加。反之，当V i 为负半周时，负载R L 中只有负向电流i L 且随V i 的负向增加而增加。只有当V i 变化一周时负载R L 才可获得一个完整的交流信号。 静态工作点设置： 设电路参数完全对称。静态时功放的输出端O点对地的电位应为零，即V O =0，常 称O点为“交流零点”。电阻R 1 接地，一方面决定了同相放大器的输入电阻，另 一方面保证了静态时同相端电位为零，即V+=0。由于运放的反相端经R 3、RP 1 接 交流零点，所以V-=0。故静态时运放的输出Vc=0。调节RP 1 电位器可改变功放的 负反馈深度。电路的静态工作点主要由I 0决定，I 过小会使晶体管T 2 、T 4 工作在 乙类状态，输出信号会出现交越失真，I 过大会增加静态功耗使功放的效率降低。 综合考虑，对于数瓦的功放，一般取I 0=1mA～3mA，以使T 2 、T 4 工作电甲乙类状 态。 4.仿真及分析4.1.话筒放大级仿真 图3.1话放级仿真4.2.二级放大仿真 图3.2二级放大仿真4.3.音调控制电路仿真 图3.3音调控制电路仿真 东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实践 第次实验 实验名称：音响放大器设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间：年评定成绩：审阅教师： 实验五音响放大器设计 【实验内容】 设计一个音响放大器，性能指标要求为： 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作) 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围1.基本要求 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 2.提高要求 音调控制特性1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。 3.发挥部分 可自行设计实现一些附加功能 【实验目的】 1.了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。 2.系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。 3.通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。 【报告要求】 1.实验要求： (1)根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原 理，计算元件参数。 话音放大器： 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗可能高达到20k 。所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。话筒接入后可能会啸叫，这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接一47uF 电容，啸叫基本消除。 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗达到20k Ω（也有低输出阻抗的话筒，如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（取频率lkHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 话筒放大器由如图所示电路组成，即由A1组成的同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。 满足：Uo=（1+R4/R1）Ui , 取RF=100K Ω,R1=20 K Ω 其放大倍数AV1为：AV1=1+RF/R1=6 电路中的电容均用来滤波。 混合前置放大器： 混合前置放大器的作用是将mp3输出的声音信号与话音信号混合放大，其电路如下图所示。从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为：121 2f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ???，式中，1 i v 为话筒放大器的输出信号，2i v 为放音机的输出信号。在实验过程中可调节电位器R1和R2以调整增益。 音调控制器： 音响电路设计 课程名称：音响放大器设计 内容摘要：(1)了解音响放大器的基本组成和总体设计 (2)了解音响放大器各组成部分的具体设计 (3)了解其安装及调试过程 设计要求： 1设计一个音响放大器，要求具有音调控制、音量控制等功能，可接入电脑音频信号、录音机线路输出信号等扩音，或作为有源音箱等； 2电路基本要求内含前置放大、音调控制、功率放大等； 3画出音响放大器的电路原理图，分析各部分电路的工作原理； 4电路制作与调试； 5简易故障的判定及排除。 一、设计的作用和目的以及意义 在很多电气设备中都有音响功率放大器，集成音响功率放大器具有工作稳定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。集成功放加上前置放大器、音调控制电路就可构成音响放大器。前置放大主要完成对输入信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出电阻低，频带宽，噪声小；音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减；功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。 目的： 1．通过多语音放大器的设计，掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。 2．进一步理解集成运算放大器和集成功放的工作原理，掌握有源滤波器和功放电路的设计过程。 3．了解一般电子电路的设计过程和装配与调试方法。 设计意义： 1. 音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。 2. 通过音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号，如果信号是非电量，还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级，中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。 电子技术课程设计报告 设计课题：音频功率放大器的设计与制作 拔河游戏机的设计与制作 模电部分 音频功率放大器的设计与制作 一、设计任务与要求 1）话筒放大器和前置放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（也有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高频率达到20kHz）。其输入阻抗应远大于输出阻抗。前置放大器要求失真小、通频带宽。 2）电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。该部分电路有专用电路可以选用，不作设计要求。 3）音调控制器音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。这部分参考电路较多，要求通过仿真进行选取，并进行必要的计算。 4）功率放大器功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL 电路。有专用集成电路功率放大器芯片。可采用由集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，要求进行必要的计算和计算机仿真。 设计参数 ①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>1W。 ③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。 （3）设计要求 1）调研，查找并收集资料。 2）总体设计，画出框图。 3）单元电路设计。 4）电气原理设计---绘制原理图。 5）参数计算——列元器件明细表。 6）用EWB对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。 7）撰写设计说明书。 8）参考资料目录。 二、方案设计与论证 2.1 音响模块流图 图2－1电路整体框图 话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。 电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。 混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。 功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率 电路方案的比较与论证 2.2话音放大电路的比较与论证 方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一。应用非常广泛，双列直插8脚或圆筒8脚封装。工 音响放大器的设计 摘要：音响放大器所需要设计的电路为话筒放大器，音调控制器及功率放大器。话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 关键词：音响放大器；话放级；音调控制级；功放级 1设计内容 1．1设计目的 (1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 (2)学会音响放大器的设计方法和性能指标测试方法。 (3)培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．2设计要求 (1)设计并制作一个音响放大器，主要技术指标要求： ①额定功率：P。>=1W ②负载阻抗：R=8Ω ③频率范围：40Hz~10kHz ④话放级输入灵敏度：5mV ⑤输入阻抗：R>>20Ω ⑥系统的总电压增益A>560倍（55dB） (2)设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 (3)自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 (4).批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 1.3参考方案 (1).电路图设计 ①确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出音响放大器方框图。 ②系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 ③参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 ④总电路图：连接各模块电路。 (2).电路安装、调试 ①为提高学生的动手能力，学生自行焊接电路板。 ②在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 ③重点调试每一级的输出波形。 ④将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 2设计方案： 2.1设计方案分析论证 (1)．音响放大器设计思路 ①由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等），所以话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 ②音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，由其特性可知音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减，因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 ③功放级的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能提高。 课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20) 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。 可用仪器：示波器，万用表等。 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据技术指标和已知条件，完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源。 （2）设计要求 ①设计一个失真小，具有话筒放大，电子混响、混合前置放大、音调控制、功率放大的音 响放大电路；输出功率1W左右，负载电阻8Ω；频率响应20~20KHz以内，输入阻抗大于20kΩ。 ② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理 并仿真实现系统功能。 ④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤ 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求和技术指标 (3) 1.3发挥部分 (3) 2设计总体方案 (4) 2.1 音响模块流图 (4) 2.2电路方案的比较与论证 (4) 3 核心元器件介绍 (6) 3.1集成功放TDA2030A简介 (6) 3.2 LM324的介绍 (7) 4各模块电路原理与总电路图 (9) 4.1话音放大器 (9) 4.2电子混响器 (10) 4.3混合前置放大器 (11) 4.5功率放大器 (16) 5音响放大器的技术指标及测试方法 (18) 5.1额定功率 (18) 5.2音调控制曲线 (18) 5.3输入阻抗 (18) 5.4噪声电压 (18) 参考文献 (20) 课程设计 题目音响放大器的设计与制作学院信息工程学院 专业通信工程 班级0905 姓名刘洋 指导教师 2010 年月日 武汉理工大学信息学院模电课程设计 课程设计任务书 学生姓名：刘洋专业班级：通信0905班 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件： 1.TDA2030A 2.LM324 要求完成的主要任务: (1)技术指标如下： a．输出功率：0.5W； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：f L~f H=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； (2)电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）; (3)电路要求有独立的功率放大级。 参考书： 1.《电子线路设计·实验·测试》第三版，谢自美主编，华中科技大学出版社 2.《通信电子线路》第二版，刘泉主编，武汉理工大学出版社 3.《高频电子线路》第三版张肃文主编高教出版社 时间安排： 第18周理论讲解。 第19周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1） 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 音响放大器的设计与制作 学生姓名：刘洋 内容摘要： 本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所组成的功放电路，LM324四运放大器为前置放大和音调放大构成，本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大，最大功率到达35W 左右，静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键词：TDA2030 OTL 输出功率 LM324 Audio amplifier design and production Abstract: This article describes the sound of the composition, function, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM324 quad op amp as the preamp and tone to enlarge constitute itself with supply voltage range, the static power consumption can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16Ωspeaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal protection circuit. This design feature is the input audio signal amplification, Is generally available for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability. Key words :TDA2030 OTL Output power LM324 电子技术（综合）课程设计 题目名称：音响放大器的设计 班级：电气1302班 学号： 姓名： 指导教师：吴建国 日期：2015.6.27 音响放大器的设计 1. 设计任务和要求： (1) 具有对话筒与录音机输出信号进行扩音、音调控制、卡拉OK 伴唱等功能。 (2) 主要技术指标：额定功率O W P ≥1（γ<3%）；负载阻抗L 8R =Ω；截止频率 L 40f z =H ，H k 10f z =H ；音调控制特性：k 1z H 处增益为0dB ；z H 100处和k 10z H 处有12±dB 的调节范围；VL LH 20A A =≥dB ；话筒放大级输入灵敏度mV 5；录音机的输出信号电压为mV 100；输入阻抗i 20R >>Ω。（为了保证设计内容的多样性，技术指标部分可另取值）。 (3) 主要器件：CC V =+9V ；话筒（低阻20Ω）电子混响模块一个；集成功放LA4102一只；集成运放LM324一只（或μA741 3只）；W 8/2Ω负载电阻L R 一只；W 8/4Ω扬声器一只。 题目分析或内容摘要： 这个音响放大器的设计过程为：首先确定整机电路的级数，再根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益，然后分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。只需给定电子混响器电路模块，需要设计的电路为话筒放大器，混合前置放大器，音调控制器及功率放大器。根据题意要求，输入信号为5mV 时输出功率的最大值为lW ， 因此电路系统的总电压增益∑u A =L PoP ／Ui=566(55dB)，由于实际电路中会有损耗，故取∑u A =600(55·6dB)，各级增益分配如图4所示。功放级增益4u A 由集成功放块决定，取4u A =100(40dB)，音调控制级在fo=lkHz 时，增益应为1(0dB)，但实际电路有可能产生衰减，取3u A =0.8 (一2dB)。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太大，取1u A =7．5(17．5dB)，2u A =l(OdB)。 2. 设计方案 甲类放大器作为一种最古老，效率最低，最耗电，最笨重，最耗资，失真最小的放大器 输入音 频信号 前置放大级电路 共射-共基电路 共射-共基电路 恒压源电路 推动级 反馈电路 至末级 功放 沃尔漫电路 音响放大器的设计 内容摘要：㈠了解音响放大器的基本组成和总体设计 ㈡了解音响放大器各组成部分的具体设计 ㈢了解Multisim8的基本操作和命令 ㈣利用Multisim8设计实验电路并进行仿真验证 ㈤音响放大器的实物安装与调试 设计要求：设计一个音响放大器，要求具有音调输出控制，卡拉OK伴唱，对话筒与录音机的输出信号进行扩音。已知话筒的输出电压为5mV，录音机的输出信号为100mV，电路要求达到的主要技术指标如下： 1 额定功率Po＝0.5W（失真度<10％）； 2负载阻抗R＝20Ω（Vs＝15V）； 3 频率响应fl～fH＝40Hz～10KHz； 4音调控制特性：1KHz处增益为0dB，40Hz和10KHz处有±12dB的调节范围，A VL＝A VH>=+20dB；输入阻抗Ri>>20Ω 总体方案选择的论证: 本次实验主要通过对音响放大器的设计，来了解音响放大器的组成， 掌握音响放大器的设计方法，学会综合运用所学的知识对实际问题进行分 析和解决。 音响放大器的基本组成如图2-1所示。 从上图可以看到，音响放大器主要由语音放大器、混合前置放大器、 音调控制器和功率放大器等电路组成。设计时先确定整机电路的级数，再 根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益，然后分别计算各级电 路的参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。本题需要设计的电路为语 音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器。根据题意的要求， 可得各级的增益分配如图2-2所示 最后，根据上图的增益分配，调节各个放大级的参数，便设计出理想 的音响放大器了。 单元电路的设计 1、语音放大器 由于话筒的输出信号一般只有5mv 左右，而输出阻抗达到20K Ω，所 以要求语音放大器的输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗，而且不失真地放大声音信号，频率也应满足整个放大器的要求。因此，语音放大器可采用集成运放组成的同相放大器构成，具体电路如图2-3所示。图中，放大器的增益 f VF 1 R A 1R =+。 由于要求语音放大级的放大倍数为7.5，所以选择i R 10K =Ω，f R 采用 阻值为100K Ω的电位器，使放大器可以根据需要调整。 2、混合前置放大器 混合前置放大器的主要作用是将磁带放音机的音乐信号与语音放大器 的输出声音信号进行混合放大，可采用反相加法器实现，具体电路如图2-4所示。从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为： 1212f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ??? （2-1） 式中，1i v 为话筒放大器的输出信号，2i v 为放音机的输出信号。另外， 图中的'R 是平衡电阻，大小为'1R R =//2R //f R 。 音响放大器设计与制作教案设计<第1次课） 本次课教案 步骤一：课题引入<10分钟）： 教师：《电子设计与制作》专业课程由6个实用电子产品的设计与制作工程组成，要求我们对每个工程进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成工程资料、进行工程学习汇报 等内容，本课程的考核实行动态考核，总成绩由每个工程考核成绩汇总得到。音响放大器的设计与制作为第一个工程。下面我们进行本工程的设计任务分析 学生：认真体会老师介绍的学习思路和学习方法 步骤二：阅读音响放大器的设计任务书 教师：下发设计任务书资料，引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成？” 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的音响放大器，要求能进行高低音调调节和音质补偿，电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 输出功率：10 ~ 20W<额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 20kHz<≤3dB） 输出阻抗：≤0.16Ω。 输入灵敏度：500mV<1000Hz，额定输出时） 学生：根据电子技术课程中所学知识进行讨论，老师启发学生思考要满足以上技术指标，必须需要哪些电路？ 步骤三：音响放大器的设计任务分析 教师：设问1，要达到设计任务书中的技术指标，应当采用什么电路进行组合？ 学生：回答问题，根据功能要求得出音响放大器的结构方框图 教师设问2：功放电路有哪些类型，哪些典型功放电路的输出功率能达到10W以上？ 学生：通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标，常见功放IC的资料。然后回答问题。 教师设问3：为什么要进行高低音音调调节，应当由什么电路来完成？ 学生通过阅读引导文回答：功放系统中无论是低档机还是高档机，除了要进行音量调节外，还要有音调调节控制电路，低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节，但容易使高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱。 参考资料：根据音调调节电路在整机中的位置，有衰减式，负反馈式，衰减负反馈混合式三种电路形式，普及式音响采用第三种电路形式，NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路；高档机采用专用音调控制IC如M6241,TDA7315,TDA7449 教师设问4：哪些功放电路能达到频响范围为20Hz ~ 20kHz<≤3dB）的技术要求？ 学生回答：分立元件组成的功放电路在实际应用中，频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等，大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ，也就是说，采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ，因此采用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。教师设问5：要达到20w的输出功率，电源供电有什么要求？ 课程设计说明书课程名称：音响放大器的设计 专业名称： 学生班级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师： 课程设计任务书 设计目的 1)了解集成功率放大器内部电路工作原理 2)掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 3)掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术 设计要求和技术指标 1)技术指标 额定功率P≥0.3W，负载阻抗为10Ω，频率响应范围为50Hz-20KHz，输入阻抗大于20KΩ，放大倍数≥20dB。 2）设计要求 （1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级； （2）选定元器件和参数，并设计好电路原理图； （3）在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测； （4）测试输出功率； （5）测试输入阻抗； （6）撰写设计报告。 3）设计扩展要求 （1）能驱动额定功率P≥8W的扬声器； （2）电路电压放大级输出阻抗低，能带500Ω负载。 目录 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 音频功率放大器概述 (1) 1.3 音频功率放大器概述 (2) 第2章音响放大器设计 (3) 2.1 音响放大器简介 (3) 2.2 单元电路的设计 (3) 2.2.1 话音放大器 (3) 2.2.2 混响前置放大器............................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 电子混响器....................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.4 音调控制器 (5) 2.2.5 功率放大器 (9) 2.3 总电路设计 (9) 第3章电路仿真结果 (13) 3.1 话放与混合级仿真 (13) 3.2 音调控制器的电路仿真 (13) 3.3 功率放大器的电路仿真 (15) 第4章音响放大器的安装与调试 (16) 4.1 电路安装 (16) 4.2 电路调试技术 (16) 4.3 整机功能试听 (17) 第5章心得体会 (18) 参考文献 (19) 附录A 音响放大器元件清单 (19) 附录B PCB板图 (20) A D S-228苹果迷你小 音响放大器 电子竞赛作品设计报告 作品名称：ADS-228苹果迷你小音箱放大器专业年级：2015级汽车电子二班 学生姓名：费精忠 学号： 201507581222 指导教师： 电子信息工程学院 摘要 随着电子技术的发展，音箱越来越受到人们的关注和使用。音响是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器的音箱系统。把功率放大器与扬声器系统做成一体，构成一套完整的音响组合。而迷你音箱就是一款简单的有源音响，本文主要介绍了迷你音响的构成、功能、及工作原理，它主要是由TDA2822芯片所组成的集成功放电路构成。本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 主要：音响/TDA2822芯片/制作 目录 1 概述 (2) 1.1 迷你音响的亮点 (2) 1.2 迷你音响的发展 (2) 1.3 音响的技术指标 (2) 2 核心元器件介绍 (3) 2.1 电阻电容和二极管的介绍 (3) 2.2 TDA2822的介绍 (4) 3 电路的整体结构 (4) 3.1 电路的工作原理 (4) 3.2 功率放大器的工作原理 (4) 4 安装与调试 (5) 4.1 对元器件的前期准备 (5) 4.2 PCB的焊接与安装 (6) 4.3 音乐的调试 (7) 制作感言 (8) 参考文献 (9) 音响放大器的设计与制作 第一部分概述 1.1 迷你音响的亮点 迷你音响一般使用方便，外观华丽。并且在外形上也比较统一、美观；使用时不需要很多的时间进行调试，一般来说直接就可以使用，在操作上较为方便。在电路上，是输入一个较小的音频信号经过电位器的调制，又通过TDA-2822集成块的功率放大，经过RC回路的滤波选频，输出一个较大的可调音频信号。 1．2迷你音响的发展 从单一的收音机到现在CD、VCD、DVD、多媒体音响、GPS、车载多媒体终端等,迷你音响，正是适时而生顺势而发，适应了市场变化之需求，顺应了时代的潮流。在这期间，迷你音响随着人们审美观念的变化、住房装修风格的变化、家居文化的变化，以及互联网信息时代新产品的出现等因素的变化，人们对音响的功能、款式、造型、色彩、体积等各个方面都提出了新的要求，而传统的音响难以能够适应这种特殊的要求。迷你音响的发展，正是由于需求变化和市场环境的变化，达到随需而变、随机而变的。 1.3音响的技术指标 音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。 1.频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。 音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到32~18000Hz。 2.信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。 基于multisim下的音响放大器设计与仿真 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 信息工程学院 课程设计报告书 题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年01月 07日 信息工程学院课程设计任务书 学号学生姓名专业（班级）设计题目基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 设计技术参数1、放大器的失真度<1%。 2、放大器的功率>2W。 3、放大器的频响为50Hz—20kHz。 4、音调控制特性为自选。 设计要求1、采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器。 2、用multisim对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。 3、了解方波信号的发生电路模块及仿真。 4、了解直流稳压源的基本组成原理及模块电路仿真。 参考资料 1、孙梅生，李美莺，徐振英《电子技术基础课程设计》高等教育出版社 2、梁宗善《电子技术基础课程设计》华中理工大学出版社 3、张玉璞，李庆常《电子技术课程设计》北京理工大学出版社 4、彭介华《电子技术课程设计指导》高等教育出版社 5、谢自美《电子线路设计·实验·测试》（第三版）华中科技大学出版社 6、康华光，陈大钦. 电子技术基础—模拟部分（第五版） 2015年1月7日 信息工程学院课程设计成绩评定表 学生姓名：学号：专业（班级）： 课程设计题目：基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 成绩： 指导教师： 年月日 个人资料整理仅限学习使用音响放大器设计与制作教案设计<第1次课） 本次课教案 步骤一：课题引入<10分钟）： 教师：《电子设计与制作》专业课程由6个实用电子产品的设计与制作工程组成，要求我们对每个工程进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成工程资料、进行工程学习汇报． 个人资料整理仅限学习使用 等内容，本课程的考核实行动态考核，总成绩由每个工程考核成绩汇总得到。音响放大器的设计与制作为第一个工程。下面我们进行本工程的设计任务分析 学生：认真体会老师介绍的学习思路和学习方法 步骤二：阅读音响放大器的设计任务书 教师：下发设计任务书资料，引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成？”设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的音响放大器，要求能进行高低音调调节和音质补偿，电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 输出功率：10 ~ 20W<额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 20kHz<≤3dB） 输出阻抗：≤0.16Ω。 输入灵敏度：500mV<1000Hz，额定输出时） 学生：根据电子技术课程中所学知识进行讨论，老师启发学生思考要满足以上技术指标，必须需要哪些电路？ 步骤三：音响放大器的设计任务分析 教师：设问1，要达到设计任务书中的技术指标，应当采用什么电路进行组合？ 学生：回答问题，根据功能要求得出音响放大器的结构方框图教师设问2：功放电路有哪些类型，哪些典型功放电路的输出功率能达到以上？ 10W学生：通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标，常见功放IC的资料。然后回答问题。 教师设问3：为什么要进行高低音音调调节，应当由什么电路来完成？ 学生通过阅读引导文回答：功放系统中无论是低档机还是高档机，除了要进行音量调节外，还要有音调调节控制电路，低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节，但容易使高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱。 参考资料：根据音调调节电路在整机中的位置，有衰减式，负反馈式，衰减负反馈混合式三种电路形式，普及式音响采用第三种电路形式，NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路；高档机采用专用音调控制IC如 M6241,TDA7315,TDA7449 教师设问4：哪些功放电路能达到频响范围为20Hz ~ 20kHz<≤3dB）的技术要求？学生回答：分立元件组成的功放电路在实际应用中，频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等，大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ，也就是说，采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ，因此采用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。 教师设问5：的输出功率，电源供电有什么要求？20w要达到． 仅限学习使用个人资料整理 ，考虑安作为功放输出块，其典型工作电压范围为-5----22VTDA2030学生回答：如果选用供电。全性和功放效果，一般选15V 以上问题由各小组分别负责回答，其他小组进行适当补充，老师进行引导，最后作点评。 步骤四：<7分钟）请画出出音响放大器的方框图老师要求学生根据以上的设计任 务分析，画出音响放大器的结构方框图，并考虑各单元电路如何实现 学生：集体讨论并画出结构方框图 小结<5分钟）：总结音响放大器的设计任务分析情况，完成设计任务分析表格，老师对 各小组的学习情况<回答问题）进行总结和评价。 说明：设计任务分析就是要根据设计任务书并查找资料，设计能满足设计要求的电路总体方案。． 个人资料整理仅限学习使用 模拟电路课程设计报告设计课题：音响放大器设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 音响放大器设计 一、任务与要求 设计一音响放大器，要求具有话筒扩音、混合前置放大、音调输出控制、音量控制，功率放大等功能。 各级主要作用 话音放大级：话音放大器的作用是不失真地放大声音信号。 混合前置放大级：将磁带放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制放大级：主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。 功率放大级(简称功放)：给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 已知条件 +VCC = +9V，话筒(低阻20 )的输出电压为5mV，录音机的输出信号电压为100mV。电子混响延时模块1个，集成功放LA4102 1只，8 /2W负载电阻RL 1只，8 /4W扬声器1只，集成运放LM324 1只（或mA741 3只）主要技术指标 额定功率Po≥1W( <3%)； 负载阻抗RL=8 ； 截止频率fL=40Hz，fH=10kHz； 音调控制特性：1kHz处增益为0dB，100Hz和10kHz处有±12dB的调节范围，A VL=A VH≥20dB； 话放级输入灵敏度5mV； 输入阻抗Ri>>20 设计过程 整机电路由话音放大器、混合前置放大器、音调控制放大器、功率放大器组 成，根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益，分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前级逐级计算 ，根据技术指标要求，音响放大器的输入为5mV 时，输出功率大于1W ，则输出电压V o>=2.8V 。总电压增益Av Σ=V o/Vi>560倍(55dB)。各级放大倍数如下图所示： 二、设计与论证 方案一：话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级各用一个UA741，功率放大级用LA4102。 方案二：话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324功率放大级用LA4102。 由于多级放大各级信号会互相产生干扰，合理布线，把级与级间的距离拉大是减小信号干扰的好方法，此时方案一是个不错的选择，但每一级各用一个UA741电路元件增多，电路板面积就会增大，不但不美观也不经济。方案二中LM324是四运放集成电路，电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉、放大效果好，话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324电路元件少，占用电路板面积小，不仅美观而且经济。 三、电路设计与参数计算 1、话音放大级 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗达到20k Ω(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 电路原理图，电压放大倍数Av 仅由外接电阻R 11和R 12决定：Av=1+R 12/R 11按要求该级的放大倍数Av =8.5 话放级混放级音调级5mV A V1 8.5倍18.5dB 42mV A V23倍9.5dB 125mV A V30.8倍–2dB 100mV A V430倍29.5dB 3V A V =612倍(56dB) 功放级 《模拟电子技术》课程设计说明书 音响放大器 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名：彭澎 指导教师：张松华职称副教授 专业：电子信息工程 班级：电子1201班 学号： 1230340136 2014年6月 课程设计任务书 1.设计题目 带音调控制器的音响放大电路 2.设计目的 1、了解集成功率放大器内部电路工作原理 2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术 3.设计要求 1、设计混合前置放大器、音调控制级和功率放大级； 2、选定元器件和参数，并设计好电路原理图； 3、在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测； 4、撰写设计报告。 目录 第1章概述 (1) 1.1 音响的介绍 (1) 1.2 名词解释 (1) 1.2.1 频率响应 (1) 1.2.2 信噪比 (1) 1.2.3 动态范围 (1) 1.2.4 失真 (2) 第2章音响放大器电路设计 (3) 2.1 音响放大器的基本原理 (3) 2.2 前置放大电路（A1） (4) 2.3 音调控制电路（A2） (4) 2.3.1 低音提升 (5) 2.3.2 高音提升 (5) 2.3.3 高音衰减 (5) 2.3.4 低音衰减 (6) 2.3.5 反馈型音调控制电路 (6) 2.3.6 信号在低频区 (6) 2.3.7 信号在高频区 (7) 2.4 功率放大级 (8) 2.4.1 TDA2030A介绍 (8) 2.4.2 功率放大电路说明 (9) 第3章用multisim仿真音响放大器电路 (10) 设计心得与体会 (11) 参考文献 (12) 附录A 实物图 (13) 附录B 元器件清单 (13)音响放大器设计 东南大学
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